石英玻璃的非线性极化及其光学测量

本文报道了石英玻璃的非线性极化及其光学测量的全过程。研究了外电场对极化样品二阶大线性的影响。并用铁电极化模型作了一些理论分析。     

石英玻璃光纤表面化学镀镍

采用化学镀的方法在石英玻璃光纤表面上制备了光亮、均匀、可焊性好的镍镀层；在光纤表面粗化后增加热处理工序可以克服石英光纤表面难以活化的问题。     

石英玻璃非线性极化条件研究

实验研究表明：石英玻璃的非线性热极化在很大程度上取决于极化的温度和静电场（或直流电场），并有一温度阈值。对于光纤非线性极化的激光预处理，对应的是一个平均功率来度阈值。对两者作了适当的分析和比较。     

在非线性条件下光纤传输特性的数值分析

采用有限差分法数值求解考虑了非线性系数后的标量波动方程，发现若令两次的ｎｗ迭代差值小于１０－９以及对光纤径向迭代做足够多的分层时，则有限差分法具有较高的精确度，并且适用于任意折射率剖面光纤。同时通过计算发现在非线性条件下，光纤的色散值比线性条件下的偏大，即零色散点向短波长方向移动，而且发现波长越短，非线性效果越明显。最后给出了普通单模光纤中在非线性条件下的模拟结果。     

紧聚焦飞秒脉冲与石英玻璃相互作用过程中的电子动量弛豫时间研究

本文通过数值模拟(3+1)维扩展的广义非线性薛定谔方程,研究了紧聚焦飞秒激光脉冲在诱导石英玻璃的非线性电离过程中电子动量弛豫时间对于该电离过程的影响.计算结果证明电子动量弛豫时间会直接影响入射脉冲在焦点区域所形成的峰值场强、自由电子态密度和能流等参量的分布态势,因此在与实验结果相比较后发现适合于相互作用过程的电子动量弛豫时间的理论值约为1.27 fs.进一步的研究表明,电子动量弛豫时间与逆韧致吸收效应、雪崩电离的概率、等离子体密度、等离子体的自散焦效果以及间接引起的焦平面位置的移动都有着密切的联系.当前的研究结果表明电子动量弛豫时间在飞秒激光脉冲与物质相互作用的过程中发挥着重要作用.     

镱铝共掺石英玻璃的制备及其发光特性的研究

提出了一种新的溶液掺杂与非化学气相沉积(non-chemical vapor deposition, NCVD)熔融相结合的方法制备稀土掺杂石英基玻璃,并采用该方法制备出组分为98SiO₂-0.5Yb₂O₃-1.5Al₂O₃wt%、折射率n_D =1.519和密度 ρ=2.62 g/cm³的镱铝共掺石英玻璃.经实验测试表明:它的 关键词： 镱铝共掺石英玻璃 溶液掺杂 发光特性 光子晶体光纤     

石英玻璃的电致二阶非线性极化及其热擦除性

本文报导了石英玻璃的电致二阶非线性极化及其热擦除性的实验研究结果。通过电致二次谐波测量发现:在一定的电场极化条件下,石英玻璃的电致二阶非线性极化强度随极化时间的延长而逐渐增强,并渐趋饱和;石英玻璃的电致二阶非线性极化可通过热处理而擦除,并随热擦除时间的延长呈动态衰减趋势。根据玻璃的电致二阶非线性极化的“偶极子取向”模型,对实验结果进行了讨论.     

高纯石英玻璃研抛特性的研究

介绍了高纯石英玻璃的研抛特性。从石英玻璃的内部结构、硬度、微裂纹、表面结构等几方面分析了石英玻璃的物理特性,并与K9光学玻璃进行了对比。通过研究两者被抛光表面的显微图像,分析其产生的原因,结果表明,高纯石英玻璃研抛去除速度慢、表面质量高。     

140 keV质子辐照对石英玻璃光谱性能影响的研究

研究了JGS3 光学石英玻璃在真空、冷黑和能量为 14 0keV的质子辐照下光学透过率变化的基本规律。在辐照剂量大于 5× 10 14 proton/cm2 后 ,主要引起 2 30～ 2 5 0nm的吸收带 ,其吸收峰值随辐照剂量的增加而单调增加。在较大辐照剂量下 ,近紫外和可见区域也存在某些弱的吸收带。 2 30～ 2 5 0nm的吸收带由E′心引起。质子辐照下在JGS3 光学石英玻璃中形成的E′心是受氢扰动的 ,即辐照过程中不仅发生Si -O键的断裂 ,而且发生[≡Si- ]和 [≡Si-O]向 [≡Si-H]和 [≡Si-OH]的转变     

甲酚紫三阶非线性极化率的测量

甲酚紫(Cresyl Violet)是一种常用的有机染料。H.Telle和W.Huller测量出甲酚紫在乙醇溶液中(浓度为2.0×10~(-3)mol/1)的吸收峰值波长为613nm,半宽度为68nm。我们利用简并四波混频技术(DFWM)测量了甲酚紫的三阶非线性极化率X_(?)。实验结果表明,甲酚紫具有大的三阶光学非线性。     

激光照射下石英玻璃的损伤机理研究

提出了缺陷态电子的光吸收和价电子的双光子吸收是石英玻璃在紫外光激光照射下产生导带电子的两种重要机制的观点。在此基础上计算了石英玻璃的加热损伤阈值,并与实验结果进行了比较。给出了提高石英玻璃损伤阈值的方法。     

动态荷载下石英玻璃的透光性及损伤演化研究

在一级轻气炮上,利用光透射测量技术观测了石英玻璃在冲击（低于它的Hunoniot弹性极限）以及冲击后再卸载过程中的透射率随时间变化特征.发现石英玻璃在18 GPa附近的冲击条件下,15 μs内保持了良好的透明性.但处于压缩透明状态的石英玻璃在卸载波的作用下其透明状态仅维持约07 μs,透射率在随后的08 μs内下降了约30%.这一现象是由石英玻璃在卸载波的作用下发生损伤所致.透光性的时间效应与玻璃中局部损伤及演化特性密切相关,球状粒子的生长和散射模型对这一现象给出了合理解释.对Dolan等人［关键词： 石英玻璃 冲击 卸载 散射     

石英玻璃片的化学抛光工艺研究

石英玻璃是紫外光刻、激光核技术等精密光学系统的关键光学元件。石英玻璃在加工过程中易出现表面及亚表面损伤和蚀坑等缺陷问题,化学抛光能有效消除石英玻璃的亚表面损伤。介绍了石英玻璃片的化学抛光工艺原理和过程,利用正交实验法优化了石英玻璃化学抛光工艺参数,分析了化学抛光过程中抛光液成分、抛光液温度和抛光时间对石英玻璃片表面粗糙度的影响。实验结果表明,采用氟化氢铵、水和丙三醇配置的化学抛光液,在最优化的工艺参数时,石英玻璃片经过化学抛光,表面粗糙度可降到100 nm左右,可见光透过率最高可达到89%。为石英玻璃光学零件的化学抛光工艺提供了理论依据和技术支持。     

光学石英玻璃纳米划痕性能仿真研究

基于分子动力学方法,对石英玻璃进行了三维的纳米划痕仿真,用来研究其纳米加工性能。采用熔融-淬火的办法建立了石英玻璃的模型,并通过观察模型的截面图,分析了在制备过程中内部微观孔隙的形成过程和原因。在仿真过程中,观察了石英玻璃的变化和孔隙周围原子的运动,得到了切削力的曲线,重点研究了内部的微观空隙对划痕过程的影响。仿真结果表明:当石英玻璃冷却时,由于内部共价键的重组,会形成平均半径为0.25 nm的微观的孔隙,而且其降低了石英玻璃的纳米加工性能,使得切削力的曲线发生一定程度的波动。当磨粒划过表面后,会在表面以下形成厚度为2 nm的原子密集堆积区。由于稠密区的原子共价键键长的变化,失去了原有共价键的强度,所以会形成加工的损伤层。因此在对石英玻璃超精密加工时,应采用少量多次的加工方法来提高材料的加工性能。     

极化聚合物薄膜中二阶非线性系数的测定和稳定性研究

详细介绍了极化聚合物薄膜中二阶非线性系数的测定方法，讨论了这种体系中进行时间稳定性研究的有关问题。估计了ＤＡＮＳ掺杂的这种聚合物中从取向状态到无序分布的表观活化能，讨论了最优入射θｍ在弛豫过程中的变化幅度与材料的时间稳定性的关系。     

激光照射下石英玻璃的损伤机理研究

 提出了缺陷态电子的光吸收和价电子的双光子吸收是石英玻璃在紫外光激光照射下产生导带电子的两种重要机制的观点。在此基础上计算了石英玻璃的加热损伤阈值,并与实验结果进行了比较。给出了提高石英玻璃损伤阈值的方法。     

带电粒子辐照下石英玻璃和镀铝膜反射镜光学性能研究

提出低能带电粒子辐照下石英玻璃非弹性电离损伤的物理模型和速率方程,给出了电离效应产生带电离子、电子浓度的解析表达式.讨论了光密度与吸收剂量之间的变化关系,并与实验结果进行了比较.还给出光学反射镜反射率表达式及数学模拟结果.利用所建立的模型,可以定量描述低能带电粒子辐照特别是综合辐照时石英玻璃和镀金属膜反射镜光学性能随辐照剂量的变化情况. 关键词： 电离损伤 综合辐照 石英玻璃 光密度     

光学石英玻璃纳米划痕性能仿真研究

基于分子动力学方法,对石英玻璃进行了三维的纳米划痕仿真,用来研究其纳米加工性能。采用熔融-淬火的办法建立了石英玻璃的模型,并通过观察模型的截面图,分析了在制备过程中内部微观孔隙的形成过程和原因。在仿真过程中,观察了石英玻璃的变化和孔隙周围原子的运动,得到了切削力的曲线,重点研究了内部的微观空隙对划痕过程的影响。仿真结果表明：当石英玻璃冷却时,由于内部共价键的重组,会形成平均半径为0.25 nm的微观的孔隙,而且其降低了石英玻璃的纳米加工性能,使得切削力的曲线发生一定程度的波动。当磨粒划过表面后,会在表面以下形成厚度为2 nm的原子密集堆积区。由于稠密区的原子共价键键长的变化,失去了原有共价键的强度,所以会形成加工的损伤层。因此在对石英玻璃超精密加工时,应采用少量多次的加工方法来提高材料的加工性能。     

石英玻璃低能质子辐照损伤动力学研究

地面模拟研究了JGS3光学石英玻璃在真空、热沉和能量低于200keV的低能质子辐照下表面光学性能变化的基本规律．并建立了辐照损伤色心演化的动力学唯象模型。试验结果表明．大通量低能质子辐照对石英玻璃表层具有明显的表面损伤效应。随着辐照吸收剂量的增加,光密度变化先以线性规律迅速增加．加进一步增加时逐渐呈现饱和趋势;采用较高能量辐照作用后光密度变化出现饱和趋势的拐点提前,且饱和数值降低。根据对试验结果的分析,建立了低能质子辐照下石英玻璃色心演化的动力学模型．并给出了光密度变化的表达式。采用模型结果进行数学模拟,模拟曲线与试验结果曲线相似。因此所建立的动力学模型可以用来定量描述低能质子辐照下石英玻璃光学性能随辐照吸收剂量的变化规律。     

Xe离子束辐照硼硅酸盐玻璃和石英玻璃效应对比研究

玻璃固化体作为放射性废物地质处置的第一道安全屏障,它的耐辐照性能研究至关重要.玻璃固化体主要网络结构硅氧四面体与石英玻璃的硅氧四面体是一致的,所以这里用石英玻璃代替玻璃固化体作为研究对象.本文采用Xe离子在相同条件下辐照石英玻璃和硼硅酸盐玻璃.利用纳米压痕技术和椭圆偏振仪表征了辐照前后样品的硬度、模量以及折射率的变化情况.结果表明:硼硅酸盐玻璃和石英玻璃的硬度均随着辐照剂量的增大而减小,硼硅酸盐玻璃的模量随着辐照剂量的增大而减小;石英玻璃的模量随着辐照剂量的增大而增大.模量的变化可能和密度的变化有关,这点与折射率的结果相符.